文档介绍：。常用的半导体材料有硅和锗。纯净的具有完整单晶体结构的半导体材料称为本征半导体。本征半导体的导电能力很弱,其原子之间的共价键结构非常稳定,如图5-1,价电子不易脱离束缚而成为自由电子。但是当获得足够的能量后,一些价电子可能挣脱共价键的束缚游离出来,成为自由电子,当有外电场作用时这些自由电子就可以参与导电。另外,当价电子游离出来以后,会在原来位置上留下一个“空位”,使得这个共价键不稳定,能吸引其他电子来填充,这部分电子移动相当于“空位”向相反方向移动,这些空位我们称为空穴,空穴带正电。1本征半导体和掺杂半导体图5-1本征半导体的共价键结构和空穴电流的产生图5-2N型半导体若掺入五价元素,如磷(P),就形成了N型半导体。由于磷原子有5个价电子,其最外层的四个电子与相邻的4个硅(或锗)原子组成共价键结构,有1个价电子游离于共价键之外,成为自由电子,如图5-2所示。每掺入一个磷原子就会产生一个自由电子,因此N型半导体中自由电子的浓度大大增加。与此同时,还存在因热激发产生的少量自由电子和空穴。由于自由电子的数目远大于空穴的数目,所以自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。图5-3P型半导体同理,若在硅(或锗)晶体中掺入微量的三价元素,如硼(B),就形成了P型半导体,如图5-3。不难看出P型半导体多数载流子是空穴,少数载流子是自由电子。大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流8(1)PN结的形成:把P型半导体和N型半导体用特殊的工艺结合在一起时,N区中浓度较高的自由电子会扩散到P区,并与P型半导体中空穴复合,在N区一侧留下带正电的净电荷区。同时,P区浓度较高的空穴会扩散到N区中并与自由电子复合,在P区形成带负电的净电荷区。从而在交界面处形成一个由N区指向P区的内电场。该内电场对多数载流子继续扩散起阻碍作用,对双方少数载流子的漂移运动起推动作用。当多数载流子扩散数量与少数载流子漂移数量相同时,内电场宽度和强度保持稳定。这种在P型半导体和N型半导体交界面处形成的稳定的内电场称为PN结。如图5-4所示。:-4PN结的形成(二)PN结的特性:PN结有一个非常重要的导电特性:单向导电性。1)PN结加正向电压——正向导通如图5-5a所示,电源正极接P区,负极接N区,称为正向电压,指示灯亮,说明PN结导通。2)PN结加反向电压——反向截止如图5-5b所示,电源负极接P区,正极接N区,称为反向电压,指示灯不亮,说明PN结截止。图5-5aPN结外加正向电压图5-